BIM的古建筑建模方法及技術(shù)應(yīng)用
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［摘要］中華民族歷史悠久，中華文明源遠(yuǎn)流長。中國傳統(tǒng)古建筑作為中華民族五千多年滄海桑田的歷史見證，記載著我國各個(gè)朝代璀璨的科學(xué)技術(shù)成果，凝聚了先輩們自強(qiáng)不息、敢于創(chuàng)新的智慧和心血，是中華民族自信地佇立在世界民族之林的重要表現(xiàn)。隨著我國現(xiàn)代化進(jìn)程的不斷深化，中國傳統(tǒng)古建筑因其自身的缺點(diǎn)與不足以及受到現(xiàn)代建筑的強(qiáng)烈沖擊等原因，其發(fā)展規(guī)模已日漸縮小，它的傳承與發(fā)展受到了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。作為中華民族不可或缺的文化遺產(chǎn)，目前中國傳統(tǒng)古建筑的傳承與保護(hù)工作形勢依然嚴(yán)峻，本文結(jié)合現(xiàn)今建筑行業(yè)中較為成熟的bim技術(shù)，嘗試為中國傳統(tǒng)古建筑的傳承和保護(hù)工作提供新的工作思路。
［關(guān)鍵詞］BIM技術(shù)運(yùn)用；中國古建筑；建筑信息模型
1中國古建筑行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀
隨著我國改革開放的不斷深化，我國的社會發(fā)展取得了舉世矚目的輝煌成就，文物古跡、傳統(tǒng)古建筑的保護(hù)與維修也越來越受到重視。但同時(shí)傳統(tǒng)古建筑行業(yè)受到現(xiàn)代技術(shù)、現(xiàn)代材料、現(xiàn)代工藝的不斷沖擊，目前我國古建筑面臨的發(fā)展形勢依然嚴(yán)峻[1]。首先，現(xiàn)代建筑因其經(jīng)濟(jì)性、耐用性及舒適性遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)古建筑，施工周期長、工程造價(jià)高、維護(hù)難度大的傳統(tǒng)古建筑已不再成為大多數(shù)人的建造首選，使得其受眾數(shù)量變得非常有限。其次，由于中國傳統(tǒng)古建筑的市場規(guī)模不斷縮小，與傳統(tǒng)古建筑相關(guān)的設(shè)計(jì)和施工公司面臨著僧多粥少的競爭局面，低價(jià)競爭、惡意競爭等不正當(dāng)?shù)母偁幮袨椴粫r(shí)出現(xiàn)，嚴(yán)重影響了傳統(tǒng)古建筑行業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。此外，由于目前我國的傳統(tǒng)古建筑的工程項(xiàng)目數(shù)量十分有限，古建筑施工企業(yè)每個(gè)月能接到的工程項(xiàng)目數(shù)量不夠穩(wěn)定，有些月份甚至出現(xiàn)接不到項(xiàng)目的情況，這導(dǎo)致了大多數(shù)古建筑工匠的工作時(shí)間極不穩(wěn)定，難以維持生計(jì)，所以大多數(shù)工匠在古建筑施工的空當(dāng)期會選擇從事其他工作來增加經(jīng)濟(jì)收入，這也造成了古建筑行業(yè)中出現(xiàn)了施工人員流動性大的情況。另外，目前從事古建筑行業(yè)中具備豐富施工經(jīng)驗(yàn)的工匠們普遍年事已高，亟需尋找大量有意愿從事古建筑行業(yè)的年輕人來吸收、消化和傳承古建筑的施工技藝，為我國傳統(tǒng)古建筑行業(yè)的發(fā)展注入新鮮的血液。但由于傳統(tǒng)師徒制口耳相傳的培養(yǎng)模式需要經(jīng)歷漫長的成才時(shí)間，并且傳統(tǒng)古建筑行業(yè)的經(jīng)濟(jì)收入普遍低于其他新興行業(yè)的，導(dǎo)致了大多數(shù)年輕人都不太愿意從事與傳統(tǒng)古建筑行業(yè)相關(guān)的工作，使得我國傳統(tǒng)古建筑的精湛技藝面臨著失傳的風(fēng)險(xiǎn)。為了解決目前中國古建筑行業(yè)中面臨的種種困境，我們亟需大膽創(chuàng)新、勇于求變，積極運(yùn)用新時(shí)代信息化的技術(shù)手段與思維方式來尋求相關(guān)問題的解決方法。
2BIM技術(shù)在傳統(tǒng)古建筑中的應(yīng)用
BuildingInformationModeling，習(xí)慣將其簡稱為BIM，其中文譯名通常翻譯為“建筑信息模型”。建筑信息模型是建筑學(xué)、工程學(xué)及土木工程等領(lǐng)域的新思維、新工具，它是由著名的軟件開發(fā)商歐特克（Autodesk）股份有限公司所創(chuàng)立的概念，是指專門用來描述那些以三維圖形為主、物件導(dǎo)向、建筑學(xué)有關(guān)的電腦輔助設(shè)計(jì)[2]。BIM采用數(shù)字技術(shù)對建筑進(jìn)行從設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營到最終拆除的全生命周期管理，將建筑物構(gòu)件的幾何信息、專業(yè)屬性與狀態(tài)信息以及非構(gòu)件對象（如空間、運(yùn)動行為）的數(shù)據(jù)均統(tǒng)一整合到參數(shù)化的建筑三維信息模型中，方便建筑設(shè)計(jì)師、工程施工人員、建筑運(yùn)營管理人員在建筑生命周期的各個(gè)環(huán)節(jié)中隨時(shí)進(jìn)行信息提取與數(shù)據(jù)應(yīng)用，成為建筑工程中各個(gè)參與成員的信息交換共享平臺。BIM技術(shù)是目前我國建筑行業(yè)大力推行的技術(shù)革新，針對目前中國傳統(tǒng)古建筑行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，可以嘗試將BIM技術(shù)的成熟經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用到中國傳統(tǒng)古建筑行業(yè)中，不斷優(yōu)化目前中國傳統(tǒng)古建筑行業(yè)中的工作流程與協(xié)作方式。中國古建筑的營造技藝工序繁多、內(nèi)容復(fù)雜，在實(shí)際的古建筑工程項(xiàng)目中要求工匠們具備扎實(shí)的專業(yè)知識和豐富的施工經(jīng)驗(yàn)，所以年輕工匠們在成長過程中需要聽從師傅的諄諄教導(dǎo)進(jìn)行大量的日常技藝訓(xùn)練，并且通過師傅帶領(lǐng)參與大量實(shí)際項(xiàng)目的施工實(shí)踐來獲取寶貴的經(jīng)驗(yàn)。傳統(tǒng)師徒制的培養(yǎng)模式需要較長的成才時(shí)間，針對這一古建筑施工技藝傳承中的難題，可將現(xiàn)場測繪的信息數(shù)據(jù)結(jié)合BIM技術(shù)創(chuàng)建大量的古建筑三維信息模型，同時(shí)邀請經(jīng)驗(yàn)豐富的古建筑工匠大師進(jìn)行語音講解錄制，并輔以BIM5D施工模擬技術(shù)的動畫演示，可以直觀地呈現(xiàn)古建筑繁瑣的施工工序，大大降低古建筑復(fù)雜的施工過程的理解難度。通過這樣的方式將工匠大師們的寶貴經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行信息化的整理和保存，可以重復(fù)應(yīng)用于今后的傳統(tǒng)古建筑技藝傳承教學(xué)中，是突破以往師徒制的培養(yǎng)模式中人數(shù)限制的有效方法，有利于在古建筑傳統(tǒng)技藝傳承中進(jìn)行批量化和標(biāo)準(zhǔn)化的人才培養(yǎng)，可為中國古建筑行業(yè)培養(yǎng)大量優(yōu)秀的后備人才。此外，中國古建筑的施工工藝極其復(fù)雜，施工難度極大，這些因素都會明顯增加年輕工匠從事古建筑施工工作的難度。應(yīng)用BIM技術(shù)所創(chuàng)建的古建筑三維信息模型，可以讓工匠們在施工開始之前通過查看古建筑三維信息模型的具體內(nèi)容，提前掌握施工過程中的工序步驟，提前獲取古建筑各個(gè)構(gòu)件之間的空間關(guān)系，有助于解決古建筑施工過程中拼裝繁瑣、定位困難的問題。這可以有效為年輕工匠們快速增加古建筑的施工知識，增強(qiáng)年輕工匠們參與現(xiàn)場施工的信心，大大縮短年輕工匠們的成才時(shí)間，迅速提升年輕工匠們的經(jīng)濟(jì)收入，有效增加年輕工匠們對于古建筑行業(yè)的認(rèn)同感，這樣才能吸引更多年輕人參與到古建筑行業(yè)的相關(guān)工作中，才能在傳統(tǒng)古建筑行業(yè)中形成代代相傳、生生不息的健康發(fā)展局面。
把BIM技術(shù)應(yīng)用到中國古建筑行業(yè)具有巨大的發(fā)展?jié)摿3]，可為中國古建筑行業(yè)注入新的發(fā)展活力。在古建筑領(lǐng)域運(yùn)用BIM技術(shù)過程中，要有意識地養(yǎng)成簡潔高效的建模習(xí)慣，可以在模型創(chuàng)建過程中起到事半功倍的作用。目前我國大部分設(shè)計(jì)單位和設(shè)計(jì)公司采用Revit軟件作為BIM建模軟件，現(xiàn)將基于Revit軟件的古建筑建模方法介紹如下：（1）掌握扎實(shí)的中國古建筑專業(yè)知識。在進(jìn)入古建筑BIM模型創(chuàng)建操作之前，我們需要有針對性地查閱與中國古建筑專業(yè)相關(guān)的經(jīng)典書籍，對中國古建筑的組成部分和構(gòu)造細(xì)節(jié)進(jìn)行深入的理解，并且需要重點(diǎn)關(guān)注古建筑各個(gè)構(gòu)件之間的搭接關(guān)系，為接下來在Revit軟件中創(chuàng)建古建筑三維模型做好充分準(zhǔn)備。如果條件允許的話，最好前往現(xiàn)場進(jìn)行古建筑測繪工作，通過實(shí)地調(diào)研收集大量一手?jǐn)?shù)據(jù)，理清古建筑的空間關(guān)系，這樣可以快速加深對古建筑的理解程度，同樣對接下來開展古建筑信息模型的創(chuàng)建工作大有好處。（2）充分利用古建筑模數(shù)化的特點(diǎn)，打造古建筑常用構(gòu)件的Revit族庫。Revit軟件中的“族”是個(gè)非常強(qiáng)大的概念，可輕松實(shí)現(xiàn)管理建筑數(shù)據(jù)、修改數(shù)據(jù)與應(yīng)用數(shù)據(jù)的功能。在古建筑維護(hù)和修復(fù)方面應(yīng)用BIM技術(shù)有著明顯的優(yōu)勢，中國古建筑有著嚴(yán)謹(jǐn)?shù)哪?shù)系統(tǒng)，這一特點(diǎn)非常有利于古建筑BIM工作的開展，將大量重復(fù)使用的古建筑構(gòu)件創(chuàng)建為族文件，方便在以后需要的時(shí)候隨時(shí)調(diào)用，可避免大量重復(fù)的建模操作。善于利用中國古建筑的模數(shù)思維，打造公司內(nèi)部或者團(tuán)隊(duì)內(nèi)部關(guān)于古建筑常用構(gòu)件的Revit族庫，能有效提高古建筑的BIM技術(shù)模型的建模速度，節(jié)省大量古建筑模型的建模時(shí)間。（3）養(yǎng)成良好的Revit建模習(xí)慣，形成統(tǒng)一的Revit制圖標(biāo)準(zhǔn)。古建筑行業(yè)經(jīng)常需要各個(gè)專業(yè)的技術(shù)人員相互協(xié)作，提升協(xié)作過程中的溝通效率對于復(fù)雜的古建筑工程項(xiàng)目來說具有極其重要的意義。結(jié)合國家制圖標(biāo)準(zhǔn)，每位團(tuán)隊(duì)成員都必須遵循統(tǒng)一的模型管理標(biāo)準(zhǔn)，這樣有利于團(tuán)隊(duì)成員間的業(yè)務(wù)交流，節(jié)省團(tuán)隊(duì)成員間探討交流的寶貴時(shí)間。另外，積極提倡團(tuán)隊(duì)成員養(yǎng)成使用左手命令快捷鍵的建模習(xí)慣，大大提升團(tuán)隊(duì)的建模操作速度，節(jié)省大量的建模操作時(shí)間。（4）善于使用建模插件。目前國內(nèi)大部分設(shè)計(jì)公司都采用Revit軟件作為BIM技術(shù)平臺，由于Revit軟件是美國歐特克（Autodesk）公司的開發(fā)的軟件，在軟件的命令操作和功能編排上更加符合西方國家工程人員的操作習(xí)慣與制圖標(biāo)準(zhǔn)，對于我國古建筑的工程人員來說，Revit軟件存在著某些操作習(xí)慣與制圖標(biāo)準(zhǔn)上的問題與不足。針對這些問題與不足，我國很多優(yōu)秀的軟件開發(fā)公司提出了更加符合我國建筑工程人員操作習(xí)慣和制圖標(biāo)準(zhǔn)的解決方案，大多進(jìn)行了基于Revit軟件平臺的二次開發(fā)，制作了很多非常優(yōu)秀的建模插件，大大降低了Revit軟件的使用難度，提升了Revit軟件的使用體驗(yàn)。善于使用這些建模插件，也是提高建模速度的有效方式。
4結(jié)語
中國古建筑作為中華民族傳統(tǒng)文化中一顆璀璨的明珠，在信息化時(shí)代的今天卻面臨著嚴(yán)峻的發(fā)展形勢，我們作為中華民族的一員，有責(zé)任和義務(wù)為促進(jìn)中國古建筑的傳承與保護(hù)工作而貢獻(xiàn)自己一份微薄的力量，這要求我們在日常生活工作中要對中國古建筑付出更多的精力進(jìn)行關(guān)注和傾注更多的耐心進(jìn)行呵護(hù)，并且要做到解放思想、與時(shí)俱進(jìn)，積極擁抱新時(shí)代的科技革新，借助BIM技術(shù)在古建筑傳承與保護(hù)方面的優(yōu)勢，讓我們更好地履行傳承和保護(hù)中國古建筑的歷史使命。
參考文獻(xiàn)
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作者：錢忠杰 梁兆云 單位：廣東建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院